Por el cual se establecen los requisitos de carácter técnico y científico para construcciones sismorresistentes NSR-98

Fb= 0.66Fy (F.4-6)

Siempre y cuando que las aletas estén unidas en forma contínua al alma y que la longitud sin soporte lateral de la aleta a compresión Lbno exceda el menor valor Lcdado por las fórmulas.

Los miembros (incluyendo los diseñados como sección compuesta y exceptuando las vigas híbridas y los miembros con puntos de fluencia superiores a 45.7 kgf/mm2) que cumplan con los requisitos de perfiles compactos y sean continuos sobre los apoyos o estén rígidamente conectados a las columnas, pueden diseñarse para los 9/10 de los momentos negativos máximos en los puntos de apoyo, producidos por las cargas de gravedad, siempre y cuando para tales miembros se incremente el momento máximo positivo en 1/10 del promedio de los momentos negativos. Esta reducción no se aplicará a los momentos producidos por cargas sobre voladizos. Si el momento negativo es resistido por una columna conectada rígidamente a la viga en cuestión, puede utilizarse la reducción de 1/10 en el diseño de la columna bajo la acción combinada de carga axial y flexión, siempre y cuando el esfuerzo fadebido a cualquier carga axial concurrente a que esté sometido el miembro no exceda de 0.15Fa.

F.4.5.1.2 - Miembros de perfiles no compactos- Para miembros que cumplan con los requisitos del numeral anterior excepto que sus aletas sean no compactas (excluyendo los miembros fabricados y los miembros con puntos de fluencia superiores a 45.7 kgf/mm2), el esfuerzo admisible es

Para miembros fabricados que cumplan con los requisitos de F.2.12.1.1 excepto que sus aletas sean no compactas y sus almas compactas o no compactas, (excluyendo las vigas híbridas y miembros con puntos de fluencia superiores a 45.7 kgf/mm2) el esfuerzo admisible es

Para miembros de perfiles no compactos, no incluidos en el punto anterior, arriostrados lateralmente en la región de esfuerzos a compresion a intervalos que no excedan de 64bf/ , el esfuerzo admisible es

Fb= 0.60Fy (F.4-10)

F.4.5.1.3 - Miembro de perfiles compactos o no compactos con longitud no arríostrada mayor que Lc,- Para miembros a flexión de perfiles compactos o no compactos definidos en F.4.1.5.1 y con longitudes no arriostiadas mayores que Lc, de acuerdo con F.4.5.1.1, el esfuerzo admisible a tensión por flexión se determina por la fórmula F.4-10.

Para tales miembros con un eje de simetría en el plano del alma y cargados en dicho plano, el esfuerzo admisible a compresión por flexión se determina como el mayor valor de los calculados mediante las fórmulas F.4-11 o F.4-12 y la fórmula F.4-13aplicable solamente a perfiles con una aleta sólida a compresión, de sección transversal aproximadamente rectangular y con área no inferior a la de la aleta a tensión. Se permiten valores superiores de esfuerzos admisibles a compresion si se justifican mediante análisis mas precisos. Los esfuerzos no deben exceder los permitidos en F.4-6 siempre que sean aplicables.

Para canales flexionados con respecto a su eje mayor, el esfuerzo admisible a compresión se determina por la fórmula F.4-13.

En donde:

I = distancia entre secciones transversales arriostradas contra torsión o desplazamiento lateral de la aleta a compresión, mm. En el caso de voladizos arriostrados contra torsión únicamente en el apoyo, se puede tomar conservadoramente como valor de I la longitud del voladizo.

rT = radio de giro con respecto a un eje en el plano del alma, de una sección que comprenda la aleta a compresión más un tercio del área a compresión del alma, mm.

Af = área de la aleta a compresión, mm2

Cb= 1.75 + 1.05(M1/M2) + 0.3(M1/M2)2

pero no mayor que 2.3*, en donde M1y M2son los momentos flectores, menor y mayor respectivamente, en los extremos de la longitud sin arriostramiento, con respecto al eje mayor del miembro. Se considera positiva la relación M1/M2, cuando los momentos M1y M2tienen el mismo signo (flexión con doble curvatura) y negativa cuando su signo es diferente (flexión con curvatura simple). El valor de Cbse tomará igual a la unidad cuando el momento flector en cualquier punto intermedio del tramo sin arriostramiento considerado, es mayor que los de ambos extremos de dicho tramo. Para calcular los Fbxy Fbyque entran en la fórmula F.4-31 se puede averiguar Cbmediante la fórmula dada atrás cuando se trate de pórticos sometidos a desplazamiento de los nudos y deberá tomarse igual a la unidad cuando se trate de pórticos arriostrados contra dicha translación. Para vigas en voladizo Cbpuede tomarse conservadoramente igual a la unidad.

• es conservador tomar Cb igual a la unidad

Para vigas híbridas fabricadas con plancha, el Fyde las fórmulas F.4-11 y F.4-12 es el esfuerzo de fluencia de la aleta a compresión. La fórmula F.4-13 no es aplicable a vigas híbridas.

F.4.5.1.3 no es aplicable a perfiles tees cuya alma está en compresion en cualquier parte de la longitud no arriostrada.

F.4.5.2 - ESFUERZOS ADMISIBLES - Flexión de perfiles I, barras sólidas y platinas rectangulares con respecto a su eje menor.

No se requiere arriostramiento lateral en miembros cargados a través de su centro de cortante con respecto a su eje débil ni en miembros de igual resistencia con respecto a ambos ejes.

F.4.5.2.1- Miembros de perfiles compactos- Enmiembros en I y H, doblemente simétricos con aletas compactas unidas al alma en forma contínua y flexionados con respecto a sus ejes débiles (excepto miembros con puntos de fluencía superiores a 45,7 kgf/mm2); en barras redondas y cuadradas y en secciones rectangulares sólidas flexionadas con respecto a sus ejes más débiles, el esfuerzo admisible es

Fb= 0.75Fy (F.4-14)

F.4.5.2.2 - Miembros de perfiles no compactos- Enmiembros que no cumplan con los requisitos de perfiles compactos de F.2.8.5 que no estén cubiertos en F.2.12.3, flexionados con respecto a su eje menor, el esfuerzo admisible es

Fb= 0.60Fy (F.4-15)

Los miembros en I y H, doblemente simétricos flexionados con respecto a sus ejes débiles (excepto miembros con puntos de fluencia superiores a 45,7 kgf/mm2) con aletas no compactas unidas al alma en forma continua pueden diseñarse con base en el esfuerzo admisible dado por la fórmula

F.4.5.3 - ESFUERZOS ADMISIBLES - Flexión de miembros tipo cajón y secciones tubulares rectangulares y circulares.

F.4.5.3.1 - Miembros de perfiles compactos- En miembros flexionados con respecto a sus ejes fuertes o débiles, miembros de perfiles compactos definidos en F.2.8.5 y aletas unidas a las almas en forma continua, el esfuerzo admisible es

Fb= 0.66 Fy (F.4-17)

Para que un miembro tipo cajón sea considerado como perfil compacto deberá tener, adicionalmente a los requisitos de F.4.2.1, una altura no mayor de 6 veces el ancho, un espesor de aleta no mayor de 2 veces el espesor del alma y una longitud sin soporte lateral Lbinferior o igual a

Excepto quo no dobe ser menor que 843(b/Fy), donde M1y M2, son los momentos flectores, menor y mayor respectivamente en los extremos de la longitud sin arriostramiento, con respecto al eje mayor del miembro. La relación M1/M2se considera positiva cuando los momentos M1y M2tienen el mismo signo (flexión con doble curvatura ) y negativa cuando su signo es diferente (flexión con curvatura simple).

F.4.5.3.2 - Miembros de perfiles no compactos - En miembros a flexión tipo cajón y secciones tubulares que cumplen con los requisitos de perfiles no compactos de F.2.8.5, el esfuerzo admisible es

Fb= 0.60Fy (F.4-19)

No se requiere arriostramiento Iateral en secciones tipo cajón cuya altura es menor de 6 veces su ancho. En secciones tipo cajón de mayores relaciones altura/ancho, se deben determinar los requisitos de soporte lateral mediante un análisis especial.

tw = espesor del alma, mm,

a = distancia libre entre atiesadores transversales, mm

h = distancia libre entre aletas en la sección investigada, mm

Para la ruptura por cortante, en conexiones extremas de vigas recortadas véase F.4.9.4.

Los límites máximos de h/twestán dados en F.4.6. Allí se presenta un método alterno de diseño para vigas de alma llena bajo la acción de campos tensionados.

F.4.5.5 - ATIESADORES TRANSVERSALES - Cuando la relación h/twes mayor que 260 y el esfuerzo cortante máximo en el alma, fves mayor que el dado por la fórmula F.4-23, se requieren atiesadores intermedios. La separación entre éstos, cuando se requieren, será tal que los esfuerzos cortantes en el alma no excedan el valor Fvdado por las fórmulas F.4-23 ó F.4-28, aplicable según el caso, y la relación:

F.4.5.6 - MIEMBROS FABRICADOS - Cuando dos o más canales o vigas laminadas se utilicen, una al lado de la otra, para formar un miembro a flexión, deberán conectarse a intervalos no mayores de 1500 mm. Podrán utilizarse separadores y pernos que pasen por entre ellos a todo el través siempre y cuando que, en vigas con 305 o más mm de altura, no se utilicen menos de dos pernos en cada sitio donde se coloque un separador.

Cuando haya que transmitir cargas concentradas de una viga a otra, o haya que repartirlas entre las vigas, se deben colocar entre éstas diafragmas que tengan suficiente rigidez para distribuir la carga. Dichos diafragmas deben unirse, a las vigas mediante remaches, pernos o soldaduras.

F.4.5.7 - MIEMBROS DE ALMA ACARTELADA - Véase F.4.12.

F.4.6 - VIGAS ESBELTAS DE ALMA LLENA

Las vigas esbeltas de alma llena se distinguirán de las vigas corrientes de alma llena de acuerdo con la relación de esbeltez h/tw. Cuando este valor es mayor que 813/ se aplicarán las provisiones de esta sección; si no lo es se aplicarán las de F.4.5.

Para los esfuerzos admisibles de corte y el diseño de rigidizadores transversales véanse los numerales correspondientes de F.4.5 o los de esta sección si se utiliza la acción de campo tensionado.

F.4.6.1 - LIMITACIONES DE LA ESBELTEZ DEL ALMA - Cuando no se utilizan atiesadores transversales o cuando éstos están espaciados a una distancia mayor que 1.5 veces la distancia libre entre aletas, la relación

Cuando se utilizan atiesadores transversales espaciados a una distancia no mayor que 1.5 veces la distancia entre aletas, la relación

F.4.6.2 - ESFUERZOS ADMISIBLES DE FLEXION - Cuando la relación entre la altura del alma y su espesor exceda de 813 / el esfuerzo máximo en la aleta a compresión no deberá exceder de

F'bFbRPGRe(F.4-25)

en donde:

Fb = esfuerzo de flexión aplicable dado en F.2.12, kgf/mm2

F.4.6.3 - ESFUERZOS ADMISIBLES DE CORTE CON ACCION DE CAMPOS TENSIONADOS - El corte promedio máximo en el alma, fven kgf/mm2 calculado para cualquier combinación de carga total o parcial, no debe exceder el valor dado por la fórmula F.4-21.

Alternativamente para vigas de lama llena que no sean híbridas, si se colocan atiesadores intermedios, espaciados de tal manera que cumplan lo indicado en F.4.6.4, y si Cves menor o igual a 1.0, se permite el esfuerzo calculado con la fórmula F.4-26 en lugar del dado por la fórmula F4-21.

F.4.6.4 - ATIESADORES TRANSVERSALES - Los atiesadores transversales deben cumplir los requisitos de F.4.5.5.

En vigas diseñadas con base en la acción de campo tensionado, la separación de los atiesadores en los paneles extremos, en paneles con grandes agujeros y en los adyacentes a éstos, será tal que el fvno exceda del valor dado por la fómula F.4-21.

Los pernos y remaches que conectan los atiesadores con el alma de la viga estarán espaciados como máximo 300 mm entre centros. Si se usan soldaduras intermitentes de filete, la distancia libre entre soldaduras no será mayor de 16 veces el espesor del alma, ni de 250 mm.

El momento de inercia, Istde un par de atiesadores intermedios, o de un atiesador intermedio sencillo, con respecto a un eje en el plano del alma no será menor que

(F.4-27)

El área total, en mm2, de los atiesadores intermedios, espaciados según lo requiera la fórmula F4-28, no debe ser menor que

en donde:

Cv, a, h y t están definidos en F.4.5.4

Y = cociente entre los esfuerzos de fluencia del alma y del atiesador.

D = 1.0 para pares de atiesadores.

= 1.8 para atiesadores sencillos de ángulo.

= 2.4 para atiesadores sencillos de platina.

Cuando el esfuerzo de corte máximo en un panel, fves menor que el permitido por la fórmula F4-28, el área requerida de atiesadores se puede reducir proporcionalmente. Los atiesadores intermedios requeridos por la fórmula F4-28 se deben conectar al alma de manera que transmitan un corte total en kgf/mm lineal de atiesador sencillo, o de par de ellos, no menor que el calculado por la siguiente, fórmula:

en donde:

Fy = es el esfuerzo de fluencia del alma

Esta transferencia de corte puede reducirse en la misma proporción en que el esfuerzo de corte máximo calculado, fven los paneles adyacentes sea menor que el permitido por la fórmula F4-26. Sin embargo, los remaches y soldaduras en los atiesadores intermedios que se necesiten para transmitir al alma cargas o reacciones concentradas, se calcularán para la transmisión de estas cargas.

Salvo que se nenesite apoyo directo para transmitir una carga concentrada o una reacción, basta con que los atiesadores intermedios lleguen cerca de la aleta en tensión. La soldadura que los conecta al alma se terminará a una distancia del pie cercano del filete de conexión alma-aleta, no menor de 4 veces el espesor del alma ni mayor de 6 veces este espesor.

Cuando se utilicen rigidizadores sencillos y la aleta a compresión sea una placa rectangular, los rigidizadores irán conectados a dicha aleta con el fin de resistir cualquier tendencia a levantarse causada por torsión en la placa. Cuando se conecten riostras laterales a un rigidizador, o a un par de ellos, éstos a su vez se conectarán a la aleta en compresión en forma tal, que, transmitan el 1% de la fuerza total en la aleta, a menos que ésta sea sólo de ángulos.

F.4.6.5 - ESFUERZOS COMBINADOS DE TENSION Y CORTE - Las almas de las vigas de alma llena cuyo diseño dependa de la acción de campo tensionado, conforme a la Fórmula F4-26, se calcularán de tal manera que el esfuerzo de terisión por flexión, causado por el momento en el plano del alma de la viga no exceda de 0.60Fy, ni de.

en donde:

fv = esfuerzo cortante promedio en el alma, obtenido al dividir el corte total por el área del alma, kgf/mm2

Fv = esfuerzo cortante admisible en el alma según la fórmula F 4-28, kgf/mm2

El esfuerzo admisible de corte en las almas de vigas que tengan aletas y almas con puntos de fluencia superiores a 45.7 kgf/mm2, no excederá del valor dado por la fórmula F.4-23 si el esfuerzo en la aleta debido a flexión, fb, excede de 0.75Fb.

F.4.7 ESFUERZOS COMBINADOS

F.4.7.1 - FLEXION Y COMPRESION AXIAL - Los miembros solicitados sirnultáneamente por esfuerzos de flexión y de compresión axial deben ser diseñados para satisfacer los siguientes requisitos:

En las fórmulas F.4-31, F.4-32 y F.4-33 los subíndices x y y, combinados con los subíndices b, m y e, indican el eje de flexión con respecto al cual se aplica un esfuerzo particular o una propiedad de diseño, y

Fa = esfuerzo axial a compresión permisible si existiera únicamente fuerza axial, kgf/mm2

Fb = esfuerzo a compresión debido a flexión, permisible si solo existiera momento flector, kgf/mm2

Esfuerzo critico de Euler dividido por un factor de seguridad. (En la expresión para Fe,Ibes la longitud real no soportada en el plano de flexión, rbes el radio de giro correspondiente, y K el coeficiente de longitud efectiva en el plano de flexión. Como en el caso de Fa, Fby 0.6Fy, Fepuede ser incrernentado en un tercio de acuerdo con F.2.8.5.2).

fa = esfuerzo axial calculado, kgf/mm2

fb = esfuerzo a compresión debido a flexión, calculado en el punto en consideración, kgf/mm2

Cm = un coeficiente cuyo valor se establece como sigue:

(1) Para miembros a compresión en marcos con translación lateral de sus uniones:

Cm= 0.85

(2) Para miembros comprimidos con restricción rotacional, pertenecientes a marcos arriostrados contra translación de sus uniones, y no sujetos a cargas transversales entre sus apoyos, en el plano de flexión considerado:

Cm= 0.6 - 0.4

pero no menor que 0.4 en donde M1/M2es la relación entre los momentos en los extremos del respectivo tramo sin arriostrar, en el plano de flexión estudiado, siendo M1, el menor y M2el mayor de estos dos momentos.

Esta relación M1/M2es positiva cuando hay doble curvatura en el elemento; y negativa, en el caso de curvatura simple

(3) Fara miembros comprimidos en marcos arriostrados contra translación de sus uniones en el plano de carga y con cargas transversales entre sus apoyos, el valor de Cmse puede calcular mediante un análisis racional. Sin embargo, a falta de tal análisis, se pueden emplear los siguientes valores:

• (a) Para miembros cuyos extremos están restringidos contra rotación en el plano de flexión

Cm = 0.85

• (h) Para miembros con extremos no restringidos contra rotación en el plano de flexión

Cm = 1.0

F.4.7.2 - FLEXION Y TENSION AXIAL - Los miembros solicitados simultáneamente por esfuerzos de flexión y de tensión axial se deben diseñar en toda su longitud para satisfacer los requisitos de la fórmula

En donde:

fb = es el esfuerzo calculado a tensión debido a la flexión

fa = es el esfuerzo axial calculado a tensión

Fb = es el esfuerzo admisible a tensión que gobierna, definido en F.2.3.1.

Sin embargo el esfuerzo calculado a compresión que resulta de la flexión producida por una carga independiente relacionada con la tensión axial, considerada anteriormente, no debe exceder el valor aplicable establecido en F.4.5.

F.4.8 CONSTRUCCION COMPUESTA

F.4.8.1 - DEFINICION - La construcción compuesta consiste en vigas de acero que soportan una placa de concreto reforzado. Se consideran dos casos de miembros de sección compuesta: los miembros totalmente revestidos cuya interacción depende de la adherencia natural y aquellos que utilizan transmisores de corte (anclajes mecánicos) para desarrollar la acción compuesta En estos ultimos, no es necesario que la viga metálica esté totalmente revestida.

F.4.8.2 - HIPOTESIS DE DISEÑO

(1) Las vigas con recubrimiento se diseñarán para soportar por sí mismas las cargas muertas aplicadas antes del endurecimiento del concreto (a menos que estas cargas sean soportadas temporalmente por la cimbra) y para soportar en conjunto con la losa, todas las cargas aplicadas después de endurecido el concreto. En ambas circunstancias, el esfuerzo calculado de flexión no excederá de 0.6Fy, donde Fyes el esfuerzo de fluencía de la viga de acero. El esfuerzo de flexión producido por las cargas aplicadas después del endurecimiento del concreto, se calculará con base en las propiedades de la sección compuesta. Los esfuerzos de tensión en el concreto se considerarán despreciables. Si se prefiere, puede diseñarse la viga de acero para resistir por sí misma el momento positivo producido por todas las cargas, utilizando un esfuerzo de flexión igual a 0.76Fyen estecaso, no se requiere apuntalamiento temporal.

(2) Cuando se utilicen transmisores de corte de acuerdo con F.4.8.4, la sección compuesta se diseñará para soportar todas las cargas en tal forma que no se excedan los esfuerzos admisibles de F.4.5.1, aún en el caso en que la sección de acero no sea apuntalada durante la construcción. En los análisis de secciones compuestas en zonas de momento positivo, la sección de acero puede excluirse de los requerimientos de sección compacta (F.4.2.1) y no hay límite sobre la longitud no soportada de la aleta a compresión.

El refuerzo paralelo a la viga contenido dentro del ancho efectivo de la placa, cuando ésta ha sido anclada de acuerdo con los requisitos del Reglamento de construcción aplicable,puede incluirse en el cálculo de propiedades de la compuesta, siempre y cuando se provean conectores que cumplan los requerimientos de F.4.8.4.

Las propiedades de la sección compuesta se calcularán de acuerdo con la teoría elástica. Por ser despreciables se omitirán los esfuerzos de tensión en el concreto. Para el cálculo de esfuerzos, el área de compresión de la sección de concreto se hará equivalente a un área de acero dividiéndola por la relación modular, n, para concreto de peso normal de la resistencia especificada. Para el cálculo de deflexiones, las propiedades de la sección transformada se basarán en la relación modular apropiada, n, para la resistencia y el peso del concreto especificado, con n=E/Ec

Cuando no sea factible o necesario proveer los conectores adecuados que satisfagan los requerimientos de corte horizontal para desarrollar la accion compuesta total, el módulo efectivo de la sección se determinará así:

Con Vhy Vhdefinidos en F.4.8.4

Ss = módulo de la sección de la viga de acero referido a la fibra inferior, mm3

Str = módulo de la sección compuesta transformada referido a la fibra inferior, calculado con el máximo ancho permitido para la aleta en compresión, F.4.8.1, mm3

En vigas compuestas construidas sin apuntalamiento temporal, los esfuerzos en la sección de acero no deben exceder 0.90Fy. Los esfuerzos se calcularán suponiendo que la sección de acero resista todas las cargas aplicadas antes de que el concreto haya alcanzado el 75% de la resistencia requerida y que la sección compuesta efectiva resista todas las cargas aplicadas después de este tiempo.

El módulo de la sección compuesta transformada deberá utilizarse en el cálculo de los esfuerzos de compresión por flexión en el concreto y, cuando se construya sin apuntalamiento, este esfuerzo deberá calcularse para las cargas aplicadas después que el concreto haya alcanzado el 75% de la resistencia requerida. El esfuerzo en el concreto no ha de sobrepasar 0.45f'c

F.4.8.3 - FUERZA CORTANTE EN LOS EXTREMOS - El nervio y las conexiones extremas de la viga del acero deben diseñarse para soportar la reacción total.

F.4.8.4 - TRANSMISORES DE CORTE - Exceptopara el caso de vigas embebidas, definidas en F.4.8.2, el corte total horizontal en la unión de la viga de acero y la losa de concreto se transferirá por transmisores de corte soldados a la aleta superior de la viga y embebidos en el concreto. Para tina completa acción compuesta con el concreto sujeto a esfuerzos de compresión por flexión, toda la fuerza cortante horizontal actuante entre el punto de momento máximo y los puntos de inflexión se tomará como la menor obtenida de:

en donde:

f'c = resistencia a la compresión del concreto, kgf/mm2

Ac = área efectiva de la aleta de concreto definida en F.2.3.7, mm2

As = área de la viga de acero, mm2

En vigas compuestas continuas cuando el acero de refuerzo longitudinal se considere que actúa en forma compuesta con la viga de acero en las regiones de momento negativo, el corte total horizontal resistido por los conectores comprendidos entre un apoyo interior y cada uno de los puntos de inflexión adyacentes se tomará como:

en donde:

Asr = área total de refuerzo longitudinal sobre un apoyo interior localizado dentro del ancho efectivo de la aleta (F.2.3.7), mm2

Fyr = esfuerzo mínimo de fluencia del acero de refuerzo longitudinal, kgf/mm2

Para una acción compuesta total, el número de conectores que resisten la fuerza cortante horizontal Vhlocalizados a cada lado del punto de momento máximo, no deberá ser menor que el dado por la relación Vh/q, en donde q es la fuerza de corte admisible de un conector dado en la tabla F.4-2 para losas con cielo raso plano construidas con agregados que cumplan la norma NTC 174 (ASTM C33). Para losas con cielo raso plano construidas con agregados producidos en horno giratorio de acuerdo con la norma NTC 4045 (ASTM C330), con concretos de peso unitario no menor de 1440 kgf/m3, la fuerza admisible de corte para un conector se obtiene de multiplicar los valores de la tabla F.4-2 por los coeficientes de la tabla F.4-3.

Para acción compuesta parcial con concreto sujeto a compresión por flexión, la fuerza cortante horizontal V'h, que se utiliza en el cálculo de Sefdeberá tomarse como el producto de q por el número de conectores colocados entre el punto de momento máximo y el punto más cercano de inflexión. El valor de V'hdeberá ser mayor de 1/4 del valor más pequeño dado por la fórmula F.4-36, utilizando el ancho efectivo máximo permitido para la aleta de concreto, o el dado por la fórmula F.4-37. El momento de inercia efectivo para cálculo de deflexiones se determinará así:

en donde:

Is = momento de inercia de la viga de acero, mm4

Itr = momento de inercia de la sección compuesta transformada, mm4

Tabla F.4-2

Fuerza de corte horizontal adinisible por conector (q), kgf (a)

Conector (b)	Resistencia especificada a la compresión del concreto f´c(kgf/cm2)	Resistencia especificada a la compresión del concreto f´c(kgf/cm2)	Resistencia especificada a la compresión del concreto f´c(kgf/cm2)
Conector (b)	210	245	280	280
Vástago de 13 mm X 50 mm, con gancho o cabeza.	2310	2490	2680
Vástago de 16 mm X 63 mm, con gancho o cabeza.	3630	3900	4170
Vástago de 19 mm X 76 mm, con gancho o cabeza.	5220	5670	6030
Vástago de 22 mm X 89 mm, con gancho o cabeza.	7080	7620	8160
Canal C3 X 4.1	76.8 w (c)	83.9 w (c)	89.3 w (c)
Canal C4 X 5.4	82.1 w (c)	89.3 w (c)	94,6 w (c)
Canal C5 X 6.7	87.5 w (c)	94.6 w (c)	100.0 w (c)

Notas

• (a) Aplicable solamente a concreto con agregados NTC 174 (ASTM C33).

• (b) La fuerza cortante horizontal tabulada puede usarse para conectores de vástago más largo que el indicado.

• (c) w = Longitud del canal, mm.

Tabla F.4-3

Coeficientes a utilizar cuando el concreto esta hecho con agregados NTC 4045 (ASTM C330)

Resistencia especificada concreto f'c kgf/cm2	Peso unitario del concreto seco al aire kgf/m3	Peso unitario del concreto seco al aire kgf/m3	Peso unitario del concreto seco al aire kgf/m3	Peso unitario del concreto seco al aire kgf/m3	Peso unitario del concreto seco al aire kgf/m3	Peso unitario del concreto seco al aire kgf/m3	Peso unitario del concreto seco al aire kgf/m3
Resistencia especificada concreto f'c kgf/cm2	1440	1520	1600	1680	1760	1840	1920	1920
280 o menos	0.73	0.76	0.78	0.81	0.83	0.86	0.88
350 o más	0.82	0.85	0.87	0.91	0.93	0.96	0.99

Los conectores requeridos a cada lado del punto de momento máximo en la zona de momento positivo pueden distribuirse uniformemente entre este punto y los puntos adyacentes de inflexión, excepto que N2, número de conectotes necesarios entre cualquier carga concentrada en esa área y el punto de inflexión, no deberá ser menor que el valor dado por la fórniula F.4-40:

en donde:

M = momento (menor que el momento máximo) en el punto de aplicación de la carga concentrada.

N1 = número de conectores requeridos entre el punto de momento máximo y el punto de inflexión, determinados mediante la relación Vh/q o Vh/q, según el caso.

Para una viga continua, los conectores requeridos en la región de momento negativo pueden ser uniformemente distribuidos entre el punto de momento maximo y cada punto de inflexión. Los conectores deberán tener un recubrimiento mínimo lateral de concreto de 2.5 mm, exceptuando el caso de aquellos instalados en los salientes de las láminas corrugadas que constituyen el tablero.

El diámetro de los conectores de vástago no deberá ser mayor que 2,5 el espesor de la aleta a la cual ellos están soldados, excepto los conectores colocados directamente sobre el nervio. El espaciamiento míninio centro a centro de los conectores de vástago deberá ser de 6 diámetros a lo largo del eje longitudinal de la viga y 4 diámetros en la dirección transversal. El máximo espaciamiento de centro a centro no excederá de 8 veces el espesor total de la placa.

F.4.8.5 - SECCIONES COMPUESTAS CON LAMINA CORRUGADA DE ACERO - La construcción compuesta de placas de concreto sobre láminas corrugadas de acero conectadas a vigas de acero se diseñará de acuerdo con F.4.8.1 a F.4.8.4, con las siguientes modificaciones:

F.4.8.5.1 - Generalidades

(1) F.4.8.5 se aplica a tableros con altura nominal de la ondulacion no mayor que 75 mm

(2) El ancho promedio de la nervadura de concreto o capitel, w, no deberá ser menor que 50 mm pero no deberá ser tomado en los cálculos como más que la mínima distancia libre en la parte superior del tablero de acero. Véase F.4.8.5.3 (2) y (3) para los requisitos adicionales

(3) La losa de concreto se conectará a la viga de acero a través de espigos soldados transmisores de corte, de 19 mm (3/4") de diámetro o menos (AWS D-1.1, Sección 7, Parte F). Los conectores de espigo se soldarán a través del tablero metálico o directamente al miembro metálico.

(4) Los conectores de espigo deberán sobresalir por lo menos 38 mm por encima de la parte superior del tablero metálico después de su instalación.

(5) El espesor de la losa por encima del tablero metálico no deberá ser menor de 50 mm

F.4.8.5.2 - Tableros metálicos de lámina corrugada, con sus salientes perpendiculares a las vigas de acero

(1) El concreto por debajo de la parte superior del tablero de acero debe despreciarse en la determinación de las propiedades de la seccion y en el cálculo de Ac para la fórmula F.4-38.

(2) El espaciamiento longitudinal de los conectores de espigo no deberá ser mayor de 900 mm

(3) La fuerza horizontal de corte admisible por espigo, q, será la estipulada en F.4.8.4 (tablas F4-2 y F.4-3) multiplicada por el siguiente coeficiente de reducción:

en donde:

hr = altura nominal de los salientes, mm

Hs = longitud del conector de espigo después de soldado, que no exceda el valor (hr+75) en el cálculo, aunque la longitud real sea mayor, mm

Nr = número de conectores de la viga en una saliente del tablero que no exceda de 3 en los cálculos, aunque haya instalados más

Wr = ancho promedio del saliente de concreto (véase F.2.15.5.1, (2)), mm

(4) Para prevenir el levantamiento, el tablero metálico deberá anclarse a todas las vigas de acero diseñadas para acción compuesta, a espaciamientos no mayores de 400 mm. Tal anclaje puede proporcionarse con conectores de espigo o mediante una combinación de ellos y soldadura de punto u otro sistema especificado por el diseñador.

F.4.8.5.3 - Tableros metálicos de lámina corrugada, con sus salientes paralelas a las vigas de acero

(1) El concreto por debajo de la parte superior del tablero de acero debe incluirse en la determinación de las propiedades de la sección y en el cálculo de Ac para la fórmula F.4-36.

(2) Los salientes de la lámina corrugada, podrán cortarse longitudinalmente y separarse para formar un capitel de concreto.

(3) Cuando la altura nominal del tablero de acero sea de 38 mm o más el ancho promedio, wr, del capitel soportado o el saliente no deberá ser menor de 50 mm para el primer conector en la fila transversal más 4 diámetros del mismo para cada espigo adicional.

(4) La fuerza cortante horizontal admisible para cada conector de espigo, q, será el valor dado en F.4.8.4 (tablas F4-2 y F4-3), multiplicado por el siguiente coeficiente de reducción:

excepto cuando la relación Wr/hr sea menor de 1.5 Hs y hr están definidas en F.4.8.5.2 y Wr es el ancho promedio de la nervadura de concreto o capitel (véanse F.4.8.5.1(2) y F.4.8.5.3(3).

F.4.8.6 - CASOS ESPECIALES - Cuando la construcción compuesta no se acomoda a los requerimientos de F.4.8.1 a F.4.8.5 la fuerza admisible por conector debe establecerse mediante un adecuado programa de ensayos.

F.4.9. CONEXIONES, JUNTAS Y CONECTORES

F.4.9.1 -GENERALIDADES

F.4.9.1.1- Bases de diseño- Lasconexiones deben diseñarse de tal forma que el esfuerzo calculado sea inferior que el esfuerzo admisible determinado:

(1) por análisis estructural de las cargas actuantes sobre la estructura o

(2) como una proporción especificada de la resistencia de los miembros conectados, aplicable según el caso.

F.4.9.1.2- Miembros a compresión con uniones que transmiten cargas por aplastamiento- Todas las uniones a compresión se diseñarán para que resistan cualquier tensión que pueda presentarse al combinar las cargas laterales especificadas con el 75 por ciento del esfuerzo calculado de las cargas muertas y ninguna carga viva.

F.4.9.1.3- Conexiones de miembros de armaduras, sometidos a tensión o compresión- Las conexiones de los extremos de miembros de armaduras sometidos a tensión o compresión, deberán poder transmitir la fuerza causada por las cargas de diseño, pero no menos del 50 por ciento de la resistencia efectiva del miembro, a menos que se justifique un porcentaje menor mediante un análisis de ingeniería que considere otros factores que incluya manejo, embarque y montaje.

F.4.9.1.4- Conexiones mínimas- Las conexiones que según el cálculo hayan de transmitir esfuerzos deberan diseñarse para soportar una carga no inferior a 2.7T. Se exceptúan las correspondientes a elementos de enlace, riostras y templetes.

F.4.91 .5- Empalmes en perfiles pesados- La presente sección es aplicable a perfiles laminados ASTM A6, grupos 4 y 5, o a perfiles ensamblados, mediante platicias soldadas con espesores superiores a 50 mm que en conjunto forman la sección transversal la cual estará sometida a esfuerzos principales de tensión debidos a tensión o flexión.

Cuando en estas secciones se transmiten fuerzas de tension a través de uniones soldadas con soldaduras de penetración total, se aplican los requisitos de tenacidad de material dados en F.2.1.3.2, los detalles de agujeros de acceso dados en F.4.9.1.6, los procedimientos de soldadura compatible dados en F.4.9.2.2, los requisitos de precalentamiento de soldadura dados en F.4.9.2.3 y los requisitos de preparación de superficies cortadas térmicamente e inspección dados en F.2.13.2.2.

En las uniones a tensión se deben remover las salientes de soldadura y el material de soporte y las superficies deben quedar bien pulidas.

Todos los agujeros de acceso que se requieran en las uniones de miembros principales a compresión de estos perfiles, deben satisfacer las estipulaciones de F.4.9.1.6 para facilitar las operaciones de soldaduras acanaladas.

Alternativamente la unión de tales miembros solicitados a compresión, incluyendo miembros sometidos a tensión por efecto de cargas de viento o sísmicas, puede lograrse utilizando detalles de empalmes que no induzcan deformaciones considerables de contracción de soldadura tales como soldaduras acanaladas de penetración parcial en las aletas y en el alma, empalmes de platina superpuestos con filetes de soldadura, o con empalmes de platina superpuestos empernados o con una combinación de estos dos últimos.

F.4.9.1.6- Despuntes de viqas y agujeros de acceso de soldadura- Todos los agujeros de acceso de soldadura necesarios para facilitar las operaciones de soldadura deben tener una longitud desde el borde de ésta no inferior a 1.5 veces el espesor del material en que se hace el agujero. La altura del agujero de acceso debe ser adecuada para el depósito de material de soldadura en las platinas adyacentes y proporcionar espario libre entre las salientes de soldadura. Todos los despuntes de vigas y los agujeros de acceso que se hagan en perfiles laminados en caliente y perfiles fabricados, deben estar libres de incisiones y esquinas entrantes abruptas excepto que los agujeros de acceso pueden terminar perpendicularmente en la aleta, cuando se utilizan soldaduras de filete alma-aleta en secciones fabricadas.

Las superficies de despuntes de vigas cortados térmicamente y los agujeros de acceso de soldadura para perfiles de los grupos 4 y 5 y secciones fabricadas de materiales de espesores superiores a 50 mm, deben pulirse hasta obtener un acabado brillante e inspeccionarse bien sea por el método de partículas magnéticas o el de penetrantes de tintura. No se requiere pulir la parte de transición curva de agujeros de acceso y despuntes de vigas cuanto éstos se han hecho por medio de taladro o segueta.

Los agujeros de acceso para soldadura y los despuntes de vigas en secciones diferentes a las antes mencionadas no requieren ser pulidos o inspeccionados con penetrantes de tintura o partículas magnéticas.

F.4.9.1.7 - Colocaciónde soldaduras, pernos y remaches- Los grupos de soldaduras, pernos y remaches en los extremos de cualquier miembro y que deban transmitirle esfuerzos axiales, se han de disponer en forma tal que su centroide coincida con el del miembro, a menos que se hayan tomado medidas para absorber el efecto de la excentricidad. La anterior estipulación no se aplica a las conexiones en los extremos de elementos de ángulos sencillos, de ángulos dobles y de elementos similares cargados estáticamente. En elementos del tipo anterior cargados estáticamente y conectados mediante pernos o remaches, puede despreciarse la excentricidad entre los ejes centroidales de los elementos y los ejes de gramiles de sus conexiones. Tal excentricidad deberá considerarse, en cambio, cuando se trate de miembros sometidos a cargas que produzcan fatiga. Véase F.4.9.3.6 para la colocación de conectores en miembros fabricados hechos de aceros resistentes a los agentes atmosféricos.

F.4.9.2 - SOLDADURAS

F.4.9.2.11- Esfuerzos admisibles- Las soldaduras deberán diseñarse en forma tal que cumplan los requisitos de esfuerzos establecidos en la tabla F4-4, salvo lo estipulado en F.4.10.1.4.

F.4.9.2.2 -Aleaciónde metal de soldadura- Siempre que se especifique tenacidad de material, los consumibles del proceso para todo el material de soldadura, soldadura punteada, paso inicial y pasos subsiguientes, depositados en una unión, deben ser compatibles para garantizar un metal de soldadura compuesto rígido.

F.4.9.2.3 -Precalentamíento de perfiles pesados- Cuando se realizan empalmes de soldaduras acanaladas en perfiles ASTM A6, grupos 4 y 5, y en miembros soldados fabricados de platinas con espesores superiores a 50 mm, deben someterse a un precalentamiento igual o superior a 177°C.

F.4.9.3 - PERNOS, PARTES ROSCADAS Y REMACHES

F.4.9.3.1- Esfuerzo admisible a tensión y cortante -Los esfuerzos admisibles a tensión y cortante sobre pernos, remaches, y partes roscadas (kgf por milimetro cuadrado del área de remaches antes de colocarlos o del área sin roscar del cuerpo del perno, y partes roscadas como se indica) deben ser los indicados en la tabla F4-5. Los pernos de alta resistencia requeridos para soportar cargas aplicadas por medio de tensión directa, deben ser escogidos de tal forma que su esfuerzo promedio a tensión, calculado sobre la base del área nominal del perno e independiente de cualquier fuerza inicial de tensionamiento, no exceda los esfuerzos apropiados dados en la tabla F4-5. La carga aplicada debe ser la suma de la carga externa y de cualquier tensión resultante de la acción de tenaza, producida por la deformación de las partes conectadas.

Cuando se especifica en el diseño, la resistencia nominal al deslizamiento para conexiones que tengan condiciones especiales de superficies de contacto puede incrementarse hasta los valores aplicables en la "Especificación para Juntas Estructurales que utilizan pernos ASTM A325 o NTC 4028 (ASTM A490)" de la RCSC.

En conexiones de deslizamiento crítico diseñadas sobre la base de perforaciones estándares pueden insertarse platinas de relleno hasta de 6.3 mm sin reducir el esfuerzo cortante admisible a aquel especificado para perforaciones alargadas.

El diseño de pernos, partes roscadas y remaches sometidos a cargas que producen fatiga se regirá de acuerdo con F.4.13.1.3.

F.4.9.3.2-Esfuerzo cortante y de tensión combinados en conexiones tipo aplastamiento - Los pernos y remaches solicitados por esfuerzos cortantes combinados con tensión deben diseñarse de manera que el esfuerzo a tensión, Ft, en kgf/mm2, calculado con base en el área nominal del cuerpo, Ab, y producido por las fuerzas aplicadas a las piezas conectadas, no exceda de los valores calculados mediante las fórmulas de la tabla F.4-6, en donde el esfuerzo cortante producido por las mismas fuerzas, fv, no debe exceder de los valores admisibles estipulados en la tabla F.4-5. Cuando los esfuerzos admisibles son incrementados al considerar cargas por viento o sismo de acuerdo con F.4.1.2, las constantes en las fórmulas de la tabla F.4-6 se incrementarán en 1/3, pero el factor aplicado a fv, no debe incrementarse.

F.4.9,13 -Esfuerzocortante y de tensión combinados en conexiones de deslizamiento crítico- Para pernos A-325 y A-490 empleados en juntas de deslizamiento crítico, el máximo esfuerzo cortante admisible dado por la tabla F4-5, debe multiplicarse por el coeficiente de reducción (1 - ftAb/Tb ), en donde ftes el esfuerzo promedio a tensión producido por una carga directa aplicada a todos los pernos en la unión y Tb, la carga de pretensionamiento del perno especificada en la tabla F.2-8. Cuando los esfuerzos admisibles se incrernentan para fuerzas de viento o sismo de acuerdo con F.4.1.2, el esfuerzo cortante admisible reducido, debe incrementarse en 1/3.

F.4.9.3.4-Esfuerzo de aplastamiento admisible en perforaciones de pernos - Sobre el área proyectada de pernos y remaches en conexiones sometidas a corte con la distancia extrema en la línea de acción de la fuerza no menor que 1.5d y la distancia entre centros de pernos no menor que 3d:

(1) En perforaciones estándares o poco alargadas con dos o más pernos en la línea de acción de la fuerza,

Fp = 1.2Fu (F.4-43)

en donde:

Fp = esfuerzo admisible de aplastamiento, kgf/mm2.

(2) En perforaciones muy alargadas con el eje de la ranura perpendicular a la dirección de la carga con dos o más pernos en la línea de acción de la fuerza,

Fp = 1.0 Fu (F.4-44)

Sobre el área proyectada del perno o remache más cercano al borde en perforaciones estándares o poco alargadas con la distancia al borde menor que 1.5d y en todas las conexiones con un solo perno en la línea de acción de la fuerza:

en donde:

Le = distancia desde el borde libre al centro de¡ perno, mm

d = diámetro del perno, mm

Si la deformación alrededor de la perforación no es una consideración de diseño y se requiere un espaciamiento adecuado y una distancia al borde de acuerdo con F.4.9.3.4 y F.4.9.3.5 respectivamente se permite la siguiente fórmula en lugar de la fórmula F.4-43:

Fp= 1.5Fu (F4-46)

En consecuencia el límite de la fórmula F.4-45 se incrementará a 1.5Fu

Tabla F.4-4 - Esfuerzo admisible en soldaduras (f)

Tipo de Soldadura y esfuerzo (a)	Tipo de Soldadura y esfuerzo (a)	Esfuerzo admisible	Esfuerzo admisible	Nivel requerido de resistencia de la soldadura (b), (c)
Soldaduras de surco de penetración total	Soldaduras de surco de penetración total	Soldaduras de surco de penetración total	Soldaduras de surco de penetración total	Soldaduras de surco de penetración total
Tensión normal al área efectiva	El mismo del metal de base	El mismo del metal de base	El mismo del metal de base	Se debe utilizar metal de soldadura "compatible"
Compresión normal al área efectiva	El mismo del metal de base	El mismo del metal de base	El mismo del metal de base	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"
Tensión o compresión paralelas al eje de la soldadura	El mismo del metal de base	El mismo del metal de base	El mismo del metal de base	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"
Corte sobre el área efectiva	0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura (kgf/mm2)	0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura (kgf/mm2)	0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura (kgf/mm2)	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"
Soldaduras de surco de penetración parcial (d)	Soldaduras de surco de penetración parcial (d)	Soldaduras de surco de penetración parcial (d)	Soldaduras de surco de penetración parcial (d)	Soldaduras de surco de penetración parcial (d)
Compresión normal al área efectiva	El mismo del metal de base	El mismo del metal de base	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"
Tensión o compresión paralela al eje de la soldadura (e)	El mismo del metal de base	El mismo del metal de base	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"
Corte paralelo al eje de la soldadura	0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura (kgf/mm 2)	0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura (kgf/mm 2)	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"
Tensión normal al área efectiva	0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura (kgf/mm2) , excepto que el esfuerzo de tensión sobre el metal base no excederá 0.60 x el esfuerzo de fluencia del metal base	0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura (kgf/mm2) , excepto que el esfuerzo de tensión sobre el metal base no excederá 0.60 x el esfuerzo de fluencia del metal base	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"
Soldaduras de filete	Soldaduras de filete	Soldaduras de filete	Soldaduras de filete	Soldaduras de filete
Corte sobre el área efectiva (a)	0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura(kgf/mm2)	0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura(kgf/mm2)	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"
Tensión o compresión paralela al eje de la soldadura (e)	El mismo del metal de base	El mismo del metal de base	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"
Soldaduras de tapón y ranura	Soldaduras de tapón y ranura	Soldaduras de tapón y ranura	Soldaduras de tapón y ranura	Soldaduras de tapón y ranura
Corte paralelo a las superficies unidas (sobre el área efectiva)	0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura (kgf/mm2)	0.30 x la resistencia nominal a tensión del metal de la soldadura (kgf/mm2)	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"	Se permite metal de soldadura con resistencia igual o menor al de la soldadura "compatible"

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Notas:

• (a) Véase en F.2.10.2.1.11 la definición de área efectiva.

• (b) Los metales de soldadura "compatibles" están dados en la tabla 41-1 de la Norma AWS D 1.1.

• (c) Se permitirá metal de soldadura con una resistencia superior en un nivel a la M metal de soldadura "corripatible".

• (d) En F.2.10.2.1.2(b) se limita el uso de juntas soldadas de surco de penetración parcial.

• (e) Las soldaduras de filete y las de surco de penetración parcial que unen los componentes de miembros ensamblados,

como por ejemplo las conexiones entre aleta y alma, pueden diseñarse sin considerar los esfuerzos a tensión o a

compresión en estos elementos, que actúan paralelos a los ejes de las soldaduras.

• (f) El diseño M material conectado está gobernado por F.4.3 a FA6.

Tabla F.4-5

Esfuerzos admisibles en sujetadores (kgf/mm2)

Descripción de los sujetadores	Tensión admisible Ft (g)	Cortante admisible (Fv)(g)	Cortante admisible (Fv)(g)	Cortante admisible (Fv)(g)	Cortante admisible (Fv)(g)	Cortante admisible (Fv)(g)
Descripción de los sujetadores	Tensión admisible Ft (g)	Conexiones de deslizamiento crítico con huecos (e.i)	Conexiones de deslizamiento crítico con huecos (e.i)	Conexiones de deslizamiento crítico con huecos (e.i)	Conexiones de deslizamiento crítico con huecos (e.i)	Conexiones tipo aplastamiento (i)	Conexiones tipo aplastamiento (i)	Conexiones tipo aplastamiento (i)
Descripción de los sujetadores	Tensión admisible Ft (g)	Perforaciones estándares	Perforaciones grandes o alargadas	Perforaciones muy alargadas	Perforaciones muy alargadas	Conexiones tipo aplastamiento (i)	Conexiones tipo aplastamiento (i)	Conexiones tipo aplastamiento (i)
Descripción de los sujetadores	Tensión admisible Ft (g)	Perforaciones estándares	Perforaciones grandes o alargadas	Carga Transversal	Carga paralela (f)	Conexiones tipo aplastamiento (i)	Conexiones tipo aplastamiento (i)	Conexiones tipo aplastamiento (i)
Remaches NTC 4033 (ASTM A502) Grado 1 colocados en caliente	(a) 16.2					(f) 12.3
Remaches NTC 4033 (ASTM A502) Grado 2 y 3 colocados en caliente	(a) 20.4					(f) 15.5
Pernos NTC 4034 (ASTM A307) (Grado2)	(a) 14.1					(b.f) 7.0
Partes roscadas que cumplan lo requisitos de F.2.3.3 y F.2.3.4 pernos NTC 858 (ASTM A449) (Grado 4, NTC 858) que cumpla los requisitos de F.2.3.4 cuando el plano de corte queda en la parte roscada	(a, c, h) 0.33Fu					(h) 0.17Fu
Igual al anterior cuando el plano de corte no queda en la parte roscada	(a, h) 0.33Fu					(h) 0.22 Fu
Pernos ASTM A325 Grado 5, cuando el plano de corte queda en la parte roscada	(d) 30.9	12.0	10.5	8.4	7.0	(f) 14.8
Igual al anterior cuando el plano de corte no queda en la parte roscada	(d) 30.9	12.0	10.5	8.4	7.0	(f) 21.1
Pernos NTC 4028 (ASTM A490) (Grado 8) cuando el plano de corte queda en la parte roscada	(d) 38.0	14.8	12.7	10.5	9.1	(f) 19.7
Igual al anterior cuando el plano de corte no queda en la parte roscada	(d) 38.0	14.8	12.7	10.5	9.1	(f) 28.1

Notas

• (a) Unicamente para carga estática.

• (b) Permitidas las roscas en el plano de corte.

• (c) La capacidad de tensión de la porción roscada de una barra con extremos ensanchados, basada en el área de la sección correspondiente al diámetro mayor de la rosca Ab deberá ser mayor que el valor obtenido al multiplicar 0.6Fy por el área nominal del cuerpo de la barra antes de su ensanchamiento.

• (d) Veáse F.4.13.1.3 cuando se trate de pernos ASTM A325 y NTC 4028 (ASTM A490) sujetos a cargas que produzcan fatiga.

• (e) Clase A (Coeficiente de deslizamiento 0.33). Superficies libres de escamas de laminado y limpiadas cn chorro de arena y revestimiento Clase A. Cuando lo especifique el diseñador pueden incrementarse los esfuerzos admisibles a corte Fv, en conexiones de deslizamiento crítico, cuyas superficies de contacto tengan condiciones especiales, a los valores aplicables dados en las especificaciones RCSC.

• (f) Los valores tabulados deben reducirse en un 20% cuando las conexiones tipo aplastamiento utilizadas para unir miembros a tensión, tengan una línea de sujetadores cuya longitud, medida en la dirección paralela a la de las fuerzas sea mayor que 1270mm)

• (g) Véase F.4.1.2.

• (h) Véase la tabla 2, sección de valores numéricos para los valores correspondientes a los diferentes aceros según las normas ASTM.

• (i) En F.2.10.3.7 se establecen limitaciones para el uso de perforaciones sobredimensionadas y alargadas.

• (j) Dirección de aplicación de la carga con relación al eje largo de la ranura.

Si la deformación alrededor de la perforación no es una consideración de diseño y se requiere un espaciamiento adecuado y una distancia al borde de acuerdo con F.4.9.3.4 y F.4.9.3.5 respectivamente se permite la siguiente fórmula en lugar de la fórmula F.4-46:

Fp=1.5Fu(F.4-46)

Tabla FA-6

Esfuerzo admisible a tensión (Ft) de sujetadores en conexiones tipo aplastamiento (kgf/mm2)

F.4.9.3.5 - Separación mínima - La distancia rnínima entre centros de perforaciones estándares agrandadas o alargadas para colocar remaches o pernos no podrá ser inferior a 2 2/3 d y se preferirá que sea igual a 3d, en donde d es el diámetro nominal del respectivo elemento de conexión. Además no podrá ser menor a la establecida en el siguiente numeral cuando éste sea aplicable.

A lo largo de una línea paralela a la línea de acción de la fuerza transmitida, la distancia entre centros de perforaciones s no podrá ser inferior a 3d cuando F, se determina por las fórmulas FA-43 y FA-44. De lo contrario s no podrá ser inferior a la siguiente:

• (a) Para perforaciones estándares:

en donde.

p = fuerza transmitida por un elemento de conexión a la parte crítica conectada, en kgf

F. = resistencia a la tensión mínima especificada de la parte crítica conectada, en kgf/MM2

t = espesor de la parte crítica conectada, mm

• (b) Para perforaciones agrandadas y alargadas, la distancia requerida en el subnumeral anterior para las perforaciones estándares, más el incremento aplicable, C, dado en la tabla F.212, con el requisito adicional que la distancia libre entre perforaciones no sea inferior al diámetro del perno.

F.4.9.3.6- Distancia mínima al borde - La distancia del centro de una perforación estándar a cualquier borde de una parte conectada no será inferior al valor aplicable de la tabla 17.213 ni al valor dado en la fórmula FA­48, según corresponda.

A lo largo de la línea de acción de la fuerza transmitida, la distanc'ia del centro de una perforación estándar al borde de la parte conectada L, no será inferior a 1.5d cuando F, se determina por las fórmulas FA-43 o FA­44. De lo contrario la distancia al borde no será inferior a

en donde P, F. y t tienen el mismo significado que en F.4.9.3.5.

La distancia del centro de una perforación agrandada o alargada al borde de una parte conectada no será inferior a la prevista para una perforación estándar, más el incremento aplicable, C2, dado en la tabla F.214.

F.4.9.4 - ESFUERZO ADMISIBLE DE ROTURA POR CORTANTE - En conexiones del extremo de una viga cuando la aleta superior está despuntada y en situaciones similares en que la falla puede ocurrir por corte a lo largo de un plano que pasa por los elementos de conexión, o por una combinación de corte a lo largo de dicho plano y tensión a lo largo de un plano perpendicular:

Fv = 0. 30 Fu(F.449)

que actúa sobre el área neta de corte Av, y,

Ft = 0. 50 Fu(FA-50)

que actúa sobre el área neta de tensión At

La trayectoria neta mínima de falla deberá investigarse en la periferia de conexiones soldadas (Véanse F.2.2.2 y las figuras C-F.4.9.4.l, C-F.4.9.4.2, C-F.4.9.4.3 y C-F.4.9.4.4 de los comentarios).

F.4.9.5 - ELEMENTOS DE CONEXIóN - Este numeral se aplica al diseño de elementos de conexión, tales como atiesadores, cartelas, ángulos, ménsulas y tableros de conexión viga-columna.

F.4.9.5.11 - Esfuerzo admisible de rotura por cortante - Para situaciones en que puedan ocurrir fallas por cortante a lo largo de un plano que pase por los sujetadores, o por una combinación de cortante a lo largo de dicho plano y tensión a lo largo de un plano perpendicular, véase F.4.9.4.

F.4.9.6 - PLATINAS DE RELLENO - No se requiere extender y desarrollar los elementos de relleno con espesores entre 6.3 y 19 mm, siempre y cuando que el esfuerzo cortante admisible en los pernos se reduzca por el factor 0.4(t - 0.25) , donde t es el espesor total de los elementos de relleno, hasta 19 mm.

F.4.9.7 - ESFUERZOS ADMISIBLES DE APLASTAMIENTO - Sobre el área de contacto de superficies cepilladas y extremos de rigidizadores de apoyo y sobre el área proyectada de pasadores en perforaciones rimadas o taladradas:

Fp - 0. 90 F y (F.A-51)

En los rodillos de expansión y en los balancines, kgf por unidad de longitud:

en donde: d = es el diámetro de¡ rodillo o balancín, mm.

F.4.9.8 -- BASES DE COLUMNAS Y APLASTAMIENTO EN MAMPOSTERIA Y CONCRETO - Se deben establecer estipulaciones adecuadas para transmitir las cargas y momentos de columnas a las bases y fundaciones.

• En ausencia de especificaciones se utilizarán los siguientes valores de esfuerzos:

• En piedra caliza y arenisca .............................................................. .......... . Fp = 0.28 kgf/mm2

• En ladrillo con pega de mortero de cemento ................................................... Fp = 0.18 kgf/mm2

• En el área total de un apoyo de concreto ......................................... .......... ……...…Fp = 0.35f'c

• En el área parcial de un apoyo de concreto ................................... = 0.35 f'cA2/A1 0.70f'c

en donde.

f'c = resistencia especificada del concreto a la compresión, kgf/mm2

A = área de contacto sobre el apoyo de concreto, mm2

A, = área total de apoyo del concreto, mm2

F.4.10 CONSIDERACIONES ESPECIALES DE DISEÑO

117.4.110.11 - BASES DE DISEÑO - Almas y aletas bajo fuerzas concentradas

F.4.10.11.11 - Los miembros con cargas concentradas aplicadas normalmente a una de las aletas y simétricas con respecto al alma deben tener una aleta y el alma diseñadas para satisfacer los criterios de flexión local de la aleta, resistencia a la fluencia, arrugamiento y pandeo lateral del alma de acuerdo con F.4.10.1.2, 17.4.10.1.3, 17.4.10.1.4 y F.4.10.1.5.

Los miembros con cargas concentradas aplicadas en las dos aletas deben tener el alma diseñada para satisfacer los criterios de fluencia, arrugamiento y pandeo del alma como columna, de acuerdo con F.4.10.1.3, F.4.10.1.4 y F.4.10.1.6.

No hay necesidad de verificar F.4.10.2 y F.4.10.3 cuando se colocan atiesadores dobles en los lados opuestos del alma bajo cargas concentradas, en una longitud igual a la mitad de la altura del miembro.

Para almas de columnas sometidas a fuerzas cortantes altas y atiesadores de apoyo, véanse F.4.10.11.7 y 17.4.10.11.8 respectivamente.

F.4.110.11.2 - Flexíón local de las aletas - Se debe colocar un par de atiesadores opuestos a la aleta a tensión o a lis aletas de vigas que descansan en el miembro, siempre que el espesor de la aleta de éste, 4, sea menor que:

en donde:

Fyc = esfuerzo de fluencia de la columna, kgf/mm2

Pbf = La fuerza calculada que transmite la aleta o platina de conexión de momento, multiplicada por 5/3 cuando se consideran únicamente cargas muertas y vivas, o por 4/3, cuando se incluyen además de las anteriores, fuerzas de viento y sísmicas, kgf.

Si la longitud de la zona cargada, medida a través de la aleta del miembro, es menor que 0.11%, no es necesario verificar la fómiula FA-53, b es el ancho de la aleta del miembro.

F.4.110.11.3 - Fluencia local del alma - Si el esfuerzo a compresión en el pie de la transición del alma, resultante de cargas concentradas, excede de 0.66FY, se deben colocar atiesadores de apoyo en las vigas principales y vigas de alma llena soldadas.

• (a) Cuando la fuerza que ha de resistirse es una carga concentrada que produce tensión o compresión, aplicada a una distancia del extrerno del miembro mayor que la altura de éste,

• (b) Cuando la fuerza que ha de resistirse es una carga concentrada aplicada en el extremo del mierribro o cerca de éste,

en donde.

R = carga concentrada o reacción, kgf

tw = espesor del alma, mm

N = longitud de apoyo (no inferior que k en reacciones extremas), mm

k = distancia desde la cara exterior de la aleta al pie de la transición del alma, mm

F.4.110.11.4 - Arrugamiento del alma - Cuando la fuerza a compresión excede los siguientes límites, deben colocarse atiesadores de apoyo en el alma de miembros bajo cargas concentradas:

• (a) Cuando la carga concentrada está aplicada a una distancia no inferior a d/2 del extremo del miembro,

• (b) Cuando la carga concentrada está aplicada a una distancia menor a d/2 del extremo del miembro,

en donde:

Fyw = mínimo esfuerzo de fluencia especificado para el alma de la viga, kgf/mm2

d = altura total del miembro, mm

tr = espesor de la aleta, mm

No se requiere verificar las fórmulas FA-56 y FA-57 cuando los atiesadores provistos se colocan en una longitud igual como mínimo a la mitad de la altura del alma.

F.4.110.11.5 - Pandeo lateral del alma - Cuando la fuerza a compresión excede los siguientes limítes, deben colocarse atiesadores de apoyo en las almas de miembros con aletas que no están restringidas contra el movimiento relativo por atiesadores o riostras laterales y estén sometidas a cargas concentradas de compresión:

• (a) Si la aleta cargada está restringida contra la rotación y la relación (dc/tw) (l/br) es menor que 2.3:

• (b) Si la aleta cargada no está restringida contra la rotación y la relación (dc/tw) (l/br) es menor que 1.7:

en donde:

l = la mayor longitud sin arriostramiento lateral en el punto de aplicación de la carga a lo largo de cualquier aleta, mm

br = ancho de la aleta, mm

dr = d-2k = Altura libre del alma entre las transiciones aleta-alma, mm

No hay necesidad de verificar las fórmulas F4-58 y FA-59 en almas sometidas a cargas uniformemente distribuídas o cuando la relación (dc/tw) (l/br) excede los valores de 2.3 y 1.7, respectivamente.

F.4.110.1.6 - Pandeo por compresión de/ alma - Cuando la altura del alma, con exclusión de los filetes, dc es mayor que:

se deben colocar uno o dos atiesadores opuestos a la aleta a compresión.

En donde:

twc = espesor del alma de la columna, mm

F.4.10.1.7- Miembros a compresión con tableros de alma sometidos a esfuerzos cortantes altos - Los miembros sometidos a esfuerzos cortantes altos en el alma, deben investigarse de acuerdo con F.4.5.4.

F.4.10.1.8 - Atiesadorespara cargas concentradas - Siempre que sean aplicables los requisitos de F.4.101.2 a F.4.110.11.6, se deben colocar pares de atiesadores en los extremos no aporticados o en los puntos de cargas concentradas en el interior de vigas principales, viguetas o columnas.

los atiesadores no deben extenderse más de la mitad de la altura del alma si así se requiere en F.4.10.2, F.4.110.1.3 o la fórmula FA-61, excepto como sigue:

Siempre que se requieran atiesadores con base en F 4.10.1.4 o F.4.110.1.6, éstos deben diseñarse como miembros axialmente comprimidos (columnas) de acuerdo con los requisitos de F.4.4.1 con una longitud efectiva igual a 0,75h, una sección transversal compuesta por dos atiesadores y una franja del alma que tenga un ancho de 25t. para atiesadores intermedios y de l2t. para atiesadores en los extremos de miembros.

Cuando la carga normal a la aleta es una carga de tensión, los atiesadores se soldarán a la aleta cargada. Cuando la carga es de compresión, los atiesadores podrán soldarse o simplemente apoyarse en la aleta cargada.

Cuando en conexiones de extremo de viga, que deben transmitir momento, se suelden las aletas o platinas de conexión a la aleta de una columna constituida por un perfil 1 o El, se debe proporcionar al alma de la columna un par de rigidizadores que tenga área transversal total, A,, no inferior a la calculada mediante la fórmula FA­61, a menos que dicho cálculo resulte positivo.

en donde:

Fyc = esfuerzo de fluencia de la columna (kgf/mm2)

Fyst = esfuerzo de fluencia de los rigidizadores (kgf/mm2)

k = distancia entre la cara exterior de la aleta y el pie de¡ alma de la zona de transición, si se trata de un perfil de acería, o la distancia equivalente, si el perfil de la columna ha sido fabricado (mm)

tb = espesor de la aleta o de la platina de conexión de momento que transmite la fuerza concentrada, (mm)

Los atiesadores que se requieran según las estipulaciones de la fórmula F4-611 y F.4.10.1.2 y F.4.10.1.6 deben cumplir con los siguientes criterios:

(1) El ancho de cada atiesador más 1/2 del espesor del alma de la columna no debe ser inferior a 113 del ancho de la aleta o platina de conexión de momento que transmite la fuerza concentrada.

(2) El espesor de los atiesadores no debe ser inferior a tb/2

(3) La soldadura que conecta los atiesadores al alma de la columna debe calcularse para resistir la fuerza en el atiesador que causa el desbalance de los momentos que actúan en los lados opuestos de la columna,

F.4.110.2 - EMPOZAMIENTO DE AGUA - El esfuerzo de flexión total debido a las cargas muertas, cargas vivas gravitacionales (si las hay) y el empozamiento de agua no debe exceder de 0.80117Y en los miembros principales ni en los secundarios. No es necesario incluir en un análisis de empozamiento los esfuerzos originados por el viento o por fuerzas sísmicas.

F.4.10.3 - TORSION - Los efectos de torsión deben considerarse en el diseño de miembros y los esfuerzos normales y de corte producidos por torsión deben añadirse a los esfuerzos causados por todas las demás cargas, los esfuerzos resultantes no deberán sobrepasar los valores admisibles.

F.4.110.4 - FATIGA - Los miembros y sus conexiones sujetos a cargas de fatiga, deberán diseñarse de conformidad con lo estipulado en F.4.13.1.

F.4.11 - REQUISITOS DE DISEÑO

F.4.1111.11 - PANDEO LOCAL

F.4.1111.11.11 - Elementos esbeltos a compresión - Los miembros cargados axialmente y los miembros a flexión que contengan elementos solicitados por compresión que tengan una relación ancho/espesor en exceso a los valores no compactos aplicables, tal como se estipula en F.4.2.11 se diseñarán de acuerdo con los siguientes requisitos.

F.4.11.11.1.11 - Elementos no atiesados a compresión - El esfuerzo admisible de elementos no atiesados a compresión cuya relación ancholespesor exceda el valor no compacto aplicable, estipulado en F.4.2.1 estará sujeto a un coeficiente de reducción Q el cual se determinará por las fórmulas aplicables FA-62 a FA-67 cuando tales elementos comprenden la aleta a compresión de un elemento a flexión, el máximo esfuerzo flector admisible no debe exceder 0,60FYQ,, ni el valor aplicable provisto en F.4.4.1. El esfuerzo admisible de miembros a compresión cargados axialmente se modificará por el coeficiente de reducción apropiado Q, tal como se estipula en F.4.11.1.1.3.

Para ángulos sencillos:

en donde:

b = ancho del elemento no atiesado a compresión como se define en F.4.2.1, mm

t = espesor del elemento no atiesado, mm

Fy = punto de fluencia mínimo especificado, kgf/mm2

kc = 4.05/(h/t) si h/t > 70, de lo contrario kc=1.0

Los elementos no atiesados de tees cuyas dimensiones excedan los límites de F.4.2.1 deberán cumplir con las lirniticiones dadas en la tabla FA-7.

F.4.11.1.1.2 - Elementos atiesados a compresíón - Cuando la relación ancho-espesor de elementos atiesados comprimiclos uniformemente (excepto platabandas perforadas) exceda el límite no compacto, estipulado en F.4.2.1 se deberá emplear un ancho efectivo reducido, be, al determinar las propiedades de diseño de la sección que contiene el elemento, excepto que la relación be/t no necesita tomarse tan pequeña como el valor aplicable permitido en F.4.2.1.

Tabla F.4-7

Proporciones límites para tees y canales

Para aletas de secciones cuadradas y rectangulares de espesor uniforme:

Para otros elementos comprimidos uniformemente:

en donde:

b = ancho del elemento atiesado a compresión tal como se define en F.4.2.1, mm

be = ancho reducido, mm

t = espesor del elemento, mm

f = esfuerzo de compresión (esfuerzos axiales más esfuerzos flectores) en los elementos atiesados, calculado con base en las propiedades de diseño que se especifican en F.4.21, kgf/mm2. Si la sección transversal incluye elementos no atiesados, el f para el elemento atiesado debe ser tal que el esfuerzo máximo de compresión en el elemento no atiesado no exceda de FaQs o FbQs, según el caso.

Cuando los esfuerzos admisibles se incrementan por acción de cargas de viento o sismo de acuerdo con las estipulaciones de F.4.21, el ancho efectivo, b, será determinado sobre la base de 0.75 veces el esfuerzo producido por cargas de viento o sismo solamente o en combinación con las cargas vivas y muertas de diseño.

Para las secciones circulares cargadas axialmente:

Los miembros con una relación diámetro-espesor D/t comprendida entre 2320/Fy y 9140/Fy, no deben exceder el valor más pequeño determinado por F.4.4.1 ni

en donde:

D = diámetro exterior, mm

t = espesor de la pared, mm

F.4.11.1.1.3 - Propiedadesde diseño- Las propiedades de diseño se deben determinar empleando secciones transversales completas del elemento, con las siguientes excepciones.

Al calcular el momento de inercia y el módulo de sección de elementos a flexión, se debe utilizar el ancho efectivo de los elementos atiesados sometidos a compresión uniforme, tal como se define en F.4.11.1.1.2 a fin de determinar las propiedades transversales efectivas.

Para los elementos atiesados de la sección transversal

Qa = área efectiva(F.4-71)

área real

Para los elementos no atiesados de la sección transversal, se puede utilizar el Q definido en el numeral F.4.11.1.1.1.

Para los miembros a compresión cargados axialmente el área total transversal y el radio de giro, r, se calcularán con base en la sección transversal real. El esfuerzo admisible en miembros a compresión con carga axial que contienen elementos no atiesados o atiesados no debe exceder

Cuando Kl/r es menor que C'c

• (a) Secciones transversales compuestas totalmente por elementos no atiesados:

Q = Qs (Qa = 1.0)

• (b) Secciones transversales compuestas totalmente por elementos atiesados:

Q = Qa (Qs = 1.0)

(c ) Secciones transversales compuestas por elementos atiesados y no atiesados:

Q= QsQa

Cuando Kl/r excede C'c: